Artykuł metodologiczny

Drosophila Optogenetyka: metoda manipulowania obwodami neuronalnymi

30 kwietnia 2023

W tym artykule

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Źródło: de Vries, S. E., Clandinin, T. Optogenetyczna stymulacja zachowań ucieczki u Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (2013).

Optogenetyka umożliwia użycie światła do manipulowania neuronami, które są genetycznie modyfikowane do wyrażania specyficznych opsyn, wrażliwych na światło białek, których aktywacja światłem powoduje zmianę stanu neuronu. Tutaj opisujemy podejście optogenetyczne u Drosophila przy użyciu opsyny Channelrhodopsin2. Przykładowy protokół zawiera test optogenetyczny ustawiony do badania obwodów neuronalnych stojących za zachowaniem ucieczki muchy.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten protokół jest fragmentem z de Vries and Clandinin, Optogenetic Stimulation of Escape Behavior in Drosophila melanogaster, J. Vis. Exp.(2013).

1. Generuj muchy Channelrhodopsin

  1. Cross UAS-ChR2 leci z wybranym przez Ciebie sterownikiem Gal4, używamy G105-Gal4, który ulega ekspresji w neuronach Foma-1 w płacie wzrokowym.
  2. Aby wyeliminować możliwość wizualnej reakcji na stymulację światłem niebieskim, obie linie muchowe znajdują się na tle w+norpA.
  3. Efekt końcowy: w+norpA; G105-Gal4/UAS-ChR2 +
  4. Po zbliżeniu się dorosłych muszek należy umieścić wybrane samice na świeżym pokarmie, uzupełnionym 10 μM all-trans-retinalem (kofaktor wymagany dla ChR2) i chronionym przed światłem, przez 3 dni przed wykonaniem testu behawioralnego.

2. Przygotuj 10 μM Całkowicie Trans-Retinal Enhanced Food

  1. Rozpuść 100 mg all-trans-retinalu w 17,6 ml 95% etanolu, aby uzyskać 20 mM siatkówki. Utrzymuj all-trans-retinal chroniony przed światłem przez cały czas.
  2. Rozpuść standardowy pokarm na muchy z mąki kukurydzianej w kuchence mikrofalowej i ostudź do ciepła
  3. .
  4. Wymieszać 50 μl 20 mM all-trans-retinal z fiolkami zawierającymi 10 ml pokarmu dla much.
  5. Pozostawić fiolki do ostygnięcia i chronić przed światłem.

3. Wyposażenie

  1. Końcówki do pipet: Standardowe końcówki do pipet o pojemności 1 000 μl są nacinane w pobliżu końcówki, tworząc pory o średnicy ~2,25 mm.
  2. Platforma (patrz Rysunek 1).
    1. Podstawa Delrin o wymiarach 17 cm x 25 cm została skonstruowana z gwintowanymi otworami w każdym rogu, aby dopasować złącza węży płynu chłodzącego 1/4" NPT.
    2. Pionowy uchwyt, wykonany z Delrin, jest przymocowany do środka podstawy. Wymiary całkowite to 25 mm X 40 mm X 65 mm (szerokość X głębokość X wysokość). Rowek o szerokości 10 mm biegnie przez całą długość uchwytu, ze śrubą skrzydełkową na dole. Do górnej części uchwytu przymocowana jest platforma o wymiarach 25 mm X 40 mm X 10 mm z otworem o średnicy 3,5 mm wyrównanym z rowkiem w uchwycie.
  3. Tablice LED (patrz Rysunek 1).
    1. Cztery ramiona węża płynu chłodzącego o długości ~18 cm są przymocowane do podstawy platformy za pomocą złącza węża płynu chłodzącego. Wąż płynu chłodzącego służy tylko jako podpora konstrukcyjna i nie służy do chłodzenia.
    2. Odpowiednio rozmieszczone rowki są wycinane w ostatnim kawałku węża chłodziwa każdego ramienia, aby przymocować radiator do końca każdego ramienia.
    3. Niebieska dioda LED Rebel Tri-Stars jest montowana do każdego radiatora za pomocą wstępnie przyciętej termicznej taśmy klejącej. Do każdej soczewki Tri-Star przymocowana jest soczewka Carclo 18° Tri-Star.
    4. Diody LED Tri-Stars są podłączone do sterowników prądu stałego BuckPuck i zasilacza zgodnie ze specyfikacją. Ustaliliśmy naszą konfigurację tak, aby każdy BuckPuck zasilał szeregowo dwie Tri-Stary.
    5. Oświetlenie wszystkich czterech diod LED Tri-Stars o natężeniu 700 mA dało natężenie promieniowania na poziomie 713 W/m2 na naszej platformie.
  4. Kamera: Kamera jest zamontowana na małym statywie i skupia się na górnej części platformy.

4. Test behawioralny

  1. Krótko znieczulić muchy na lodzie.
  2. Umieść pojedyncze muchy w końcówkach pipet, używając taśmy do zamknięcia obu końcówek końcówki.
  3. Po tym, jak muchy się obudzą i będą aktywnie badać końcówkę pipety, usuń taśmę i umieść pipetę w rowku w pionowym uchwycie. Śruba skrzydełkowa służy do zamocowania końcówki pipety na miejscu i zamknięcia dolnej części końcówki.
  4. Gdy mucha bada końcówkę pipety (zwykle 30 - 60 sekund), rozpocznij nagrywanie z kamery tuż przed tym, jak mucha wynurzy się z końcówki na platformę.
  5. Po tym, jak mucha pojawi się na platformie, odczekaj 1-2 sekundy i włącz niebieskie diody LED. Użyj timera, aby ręcznie zmierzyć czas, aż mucha rozpocznie lot.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
Ilustracja 1: konfiguracja eksperymentalna przedstawiająca platformę z pionowym uchwytem i czterema ramionami węża chłodzącego, na których znajdują się radiatory z przymocowanymi do nich matrycami LED. (A) Ustawienie przy oświetleniu otoczenia. (B) Ustawienie, gdy diody LED są podświetlone. (C) Zbliżenie na diodę Tri-Star LED na radiatorze. (D) Zbliżeni...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Odczynnik
Siatkówka All-transZaawansowana naukowa substancja chemiczna IncCzynnik R3041
sprzęt
Radiator 9.2 C/WLuksusowa gwiazdaZobacz materiał LPD30-30B30 mm kwadrat X 30 mm wysokość
Potrójna soczewka Carclo 18°Luksusowa gwiazdaNumer katalogowy 10507
Niebieska dioda LED Rebel na podstawie Tri-StarLuksusowa gwiazdaMR-B0030-20T470 nm, 174 lm @ 700 mA.
Sterownik prądu stałego BuckPuck 700 mALuksusowa gwiazda3021-D-E-700
Wiązka przewodów do sterownika BuckPuckLuksusowa gwiazda3021-HE
Wstępnie przycięta termiczna taśma klejącaLuksusowa gwiazdaLXT-S-12Podstawa sześciokątna 20 mm
Wąż płynu chłodzącego Snap-Loc, średnica wewnętrzna 1/4"McMaster-CarrNumer katalogowy: 5307K49
Złącze węża płynu chłodzącego Snap-LocMcMaster-CarrNumer katalogowy: 5307K391/4" NPT męski
Programowalny zasilacz prądu stałego w trybie przełączania klasy laboratoryjnejPrecyzja BKRok 1698
Kamera ExilimBudynek CasioEX-FH20
powiedział: powiedział:

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Channelrhodopsin 2Escape BehaviorAll trans retinalBlue LED LightOptogenetic StimulationVisual StimulusFly Food PreparationBehavioral Response

Powiązane artykuły